飞机抗拒风切变能力的计算

本文基于文献[1]-[4]对大型喷气飞机穿越严重风切变-微下冲气流的大量的优化轨迹的分析所得出的结论,提出了一种简单、近似的飞机安全穿越微下冲气流的性能指标,并基于能量守恒定律推导出一种近似的计算飞机抗拒风切变能力的解析公式。通过对波音-727飞机在起飞、着陆阶段的抗拒风切变能力的计算,表明该公式之计算结果与通过时间历程进行动态分析计算所得结果一致。从而为飞机风切变的警告,抗风切变控制系统的设计等等提供了一个有效的计算方法。     

风切变对飞机平飞特性的影响分析

利用对风切变的描述,建立微下冲气流工程化模型。随后根据建立起的风切变运动方程,对飞机穿越微下冲气流风场进行仿真,分析了风切变对飞机飞行性能的影响。     

微下冲气流对飞机着陆性能的影响

针对飞机在下滑着陆阶段穿越微下冲气流的问题,建立了微下冲气流影响下的飞机纵向运动数学模型。用数值方法计算了微下冲气流对空速、迎角和航迹的影响,结果表明,飞机在穿越微下冲气流时,空速、迎角、下滑航迹变化很明显,飞行员操纵和判断的难度会增大。特别是顺风阶段,航迹比正常偏低很多,对飞机的安全着陆影响很大。     

大型飞机穿越微下冲气流的纵向特性分析

根据流体力学雷诺时均方程,采用的CFD数值模拟方法对微下冲气流流场进行模拟分析,建立适合于飞行力学研究和飞行仿真的微下冲气流模型。之后建立了含扰动风参数的飞机动力学模型,并对飞机穿越微下冲气流的纵向响应特性进行仿真分析。结论表明,CFD模拟的微下冲气流能有效地反映出风场内部的流动特征。微下冲气流导致飞机高度急剧降低,高度余量不足时,容易发生撞地危险。     

飞行中风切变的判断及处置

一、引言 国际航空界公认风切变是飞机起飞和着陆阶段的一个重要危险因素。与风切变有关的飞行事故都发生在300m以下的起飞和着陆阶段,尤以着陆阶段为甚,占78％。航空气象学根据风场的结构,把风切变分为水平风的垂直切变、水平风的水平切变和垂直气流切变等三种类型。根据飞机相对于风矢量间的不同情况,又可把风切变分为顺风切变、逆风切变、侧风切变和垂直气流切变等四种形式。     

风切变预警系统

风切变是风的不稳定、急速改变,它可以在瞬间就摧毁飞机的爬升能力。它的发生没有或仅有～丝半点的提前警告,而结果却是不堪设想的。在过去的十年,风切变已经成为世界范围内商用喷气机失事的第七大原因。随着技术进步,1996年已可以利用机载多普勒气象雷达探测到微下冲气流,这是风切变中最危险的一种。这一技术正是运用在PWS系统上,它的运用可以使气象雷达对飞机前的大气进行扫描并在飞机进入之前从中探测出风切变,该技术为减小世界范围的风切变事故率奠定了基础。一、什么是风切变风切变是风向或风速突然而且急速的改变。通常出现…     

微下冲气流对飞机滑跃起飞的影响

建立了微下冲气流影响下的飞机运动的数学模型,用数值方法分析了微下冲气流对飞机滑跃起飞的影响。结果表明微下冲气流对飞机滑跃起飞性能有明显的影响,特别是微下冲气流中心的位置对飞机滑跃起飞的影响十分显著。如果飞机离开斜板时处于顺风微下冲气流场,那么飞机的爬升高度和爬升率将严重下降,对飞机的滑跃起飞性能产生不利影响。     

风切变中飞行能量高度分析及反馈

本文采用模态集结法,导出了能量高度响应的近似公式并分析了高度模态与能量高度的对应关系,由此给出了采用能量高度反馈的设计方法。计算表明近似公式反映了飞机在穿越低空风切变时的响应特性,模拟结果表明本文中的反馈设计明显提高了飞机穿越低空风切变的能力。     

飞机穿越烟气流场的响应计算与分析

本文把烟气流作为一种人为的风切变场,分析和计算了烟气流的抬升夹卷模式,讨论了飞机对称穿越烟气流场时的响应。可为电厂和机场的相关设计提供参考依据。     

穿越微下冲气流的飞翼布局无人机控制方法

微下冲气流是最危险的低空风切变形式,为在起降阶段安全穿越该气流,飞翼布局的无人机控制律应具有快速响应能力和良好的鲁棒性。针对大展弦比飞翼布局无人机舵面附加升力大和低速状态俯仰操纵效能低的特点,提出了舵面附加升力和机体气动力相结合的复合控制方案,改进了以输出误差为参考量的非线性指令分配策略,设计了基于迎角保护的指令分配策略。将风干扰和模型的不确定性视为未知扰动,采用自抗扰控制(ADRC)理论设计飞翼布局无人机非线性控制律,使之对风干扰和模型的不确定性进行估计补偿。仿真结果表明,复合控制与ADRC相结合的方法加速了航迹倾角的单位阶跃响应速度,使上升时间缩短了64%,同时能够实现对风干扰的有效观测和补偿,使高度损失低于2m;能够在风切变中有效保护迎角,使其维持在5.5°以内。因此,该方法能够为飞翼布局无人机安全平稳地穿越微下冲气流提供一种参考方案。     

低空风切变对飞行的危险性评估

本文利用风切变场中飞机的近似的能量高度传递函数和激发飞机长周期振荡的最严重的风切变模型,研究并确定了适用于机载风切变系统的风切变危险通报(caution)的阀值.为机载风切变探测告警系统的研制提供了风切变的危险性评估准则.     

机载风切变系统的告警准则

利用风切变场中飞机近似的能量高度传递函数研究了飞机在激发其沉浮振荡的最严重风切变场中的动态特性 ;确立了适用于机载风切变探测告警系统的风切变危险通报的阈值。为机载风切变探测告警系统的研制提供了风切变的危险性评估准则     

计算机辅助的低空风切变改出优化控制

介绍了动态系统的计算机辅助直接优化方法的原理及其在低空风切变改出飞行中的应用，利用较真实的风切变工程化模型，选择适当的控制函数模型，性能准则及其约束条件，通过计算机直接地，系统地和迭代地探寻最优条件，对飞机改出低空风切变控制进行了优化，获得了最佳改出性能飞行参数曲线，并与没有优化的改出引导策略结果作了比较，结果表明，通过优化，飞机改出低空风切变的性能获得了明显的改善。     

低空风切变危险尺度研究

飞机在低空风切变中飞行的危险性评估尺度是机载低空风切变探测、告警、回避系统设计中的关键之一。本文从飞行动力学的基本方程组出发,根据能量高度的概念,从理论上导出了低空风切变对飞行安全的危险尺度,经研究,风切变的危险主要表现在水平风的加速度U_wg和垂直风速度W_wg上。文中研究了U_wg和w_wg对危险尺度的定性、定量关系,提出了用水平风加速度这个目前机载设备能探测的参数来评估风切变的危险程度,为前视式机载低空风变探测传感器的设计提供了基础。     

风切变影响下飞机纵向模态分析

飞机在大气中飞行时,会受到复杂的大气紊流的影响,其中以风切变最为普遍。文章分别对有风切变影响和无风切变影响下飞行的飞机建立纵向运动方程,并根据小扰动线性理论,针对低空定常平飞,分析了各自的纵向运动模态特性,为飞机飞行控制研究提供一定的理论依据。     

机载前视式低空风切变探测数值模拟研究

使用二维面对称微下击暴流数值模式,对“湿”微下击暴流风切变进行了模拟,并通过工作在Ｘ－波段的微波多普勒雷达,对飞机着陆下滑航迹前方的微下击暴流风切变进行探测。结果表明：通过单元－单元自动增益控制、杂波滤波和天线仰角控制,可提前８０ｓ（６ｋｍ）探测到“湿”微下击暴流风切变,符合ＦＡＡ提出的适航要求     

低层风切变对大型运输机自动着陆的影响

本文用线性控制系统的最佳理论求解飞机在着陆拉平过程中的最佳控制规律(包括升降舵操纵杆和油门杆角位移控制),使飞机安全着陆且纵向偏离和下沉率偏离最小。计算中考虑了水平向对数型风切变和下降气流的影响;并可以分别采用纵向空速u_(as)、高度h,下沉率h和姿态角θ等不同的跟踪方法减小风切变对飞行的影响。本文用此法对某飞机在着陆拉平过程中的特性进行进行了计算。     

低空风切变中直升机纵向运动特性分析

低空风切变是危及飞行安全的一种危险天气，由此而引起的严重事故时有发生，将风切变引入直升机的基本运动方程，定性地讨论了水平风切变对直升机进场着陆／着舰的影响，着重分析了直升机在低空风切变中的飞行航迹，操稳特性变化特点等，对飞行员处理风切变有一定的参考价值。     

飞机穿越微下击暴流风场进场着陆运动特性

应用模糊逻辑建模与辨识的方法建立了微下击暴流模型，利用此模型对A300飞机进场着陆时穿越微下击暴流进行了模拟，分析了低空风切变模型中高度因素的影响，说明了二维模型比一维模型更为优越。结果表明，提出的建模方法能够更好地以映出飞机穿赵微下击暴流的动态特性。通过分析初始高度对飞机穿越微下击暴流动态性能的影响，得出了一些重要的结论，从而对低空风切变危害飞机安全的物理本质有了进一步的认识。     

美国低空风切变危险性评估的研究概况

对美国在低空风切变的危险性评估及其准则、风切变模型及地面系统仿真等方面的研究概况作一介绍,最后找出我国在这方面研究的差距,并提出努力的方向。